chuẩn độ nếu kết thúc chuẩn độ khi đổi màu metyl đỏ từ hồng sang vàng... Tính sai số chuẩn độ..[r]
Trang 1Bài tập về tính sai số chuẩn độ:
Bài tập có lời giải:
Bài 1: [5, bài 192, trang 38]
Chuẩn độ HClO4 0,1000M bằng dung dịch NaOH cùng nồng độ Tính sai số chuẩn độ nếu kết thúc chuẩn độ khi đổi màu metyl đỏ từ hồng sang vàng (pT = 6)
Giải:
Phản ứng chuẩn độ:
HClO4+ NaOH → NaClO4 + H2O
Ta có: pHTĐ = 7 mà kết thúc chuẩn độ tại pH = 6
Dừng trước điểm tương đương, do đó dư HClO4
Sai số chuẩn độ:
S=
'
Tại mức không: H2O, HClO4 dư
Áp dụng điều kiện protôn:
'
HClO
HClO
h
Vậy:
0 0
W
, pT = 6 h = 10-6
→ S= -2.10-3%
Bài 2: [4, ví dụ 6.2, trang 123]
Đánh giá khả năng dùng metyl đỏ làm chỉ thị cho phép chuẩn độ NaOH 0,0500M bằng dung dịch HCl 0,0600M, nếu chấp nhận sai số S = 0,1%
Giải:
- Đầu bước nhảy S = -0,1% = -1,0.10-3;
W
h
h do đó:
0 0
0,05 0,06
CC S
Vậy pOH = 4,56 và pHđ = 9,44
- Cuối bước nhảy S = +0,1% = 1.10-3;
W
h h
Vậy
0,05 0,06
Vậy pHc = 4,56
Bước nhảy pH = 9,44 – 4,56
Metyl đỏ có pT = 5,0 nằm trong bước nhảy chuẩn độ nên có thể dùng metyl
đỏ làm chỉ
Trang 2Bài 3: [4, ví dụ 6.12, trang 161]
Đánh giá sai số chuẩn độ hỗn hợp HCl và H3PO4 Biết rằng khi chuẩn độ 100,00ml hỗn hợp đến pT = 4,40 thì hết 45,00ml NaOH 0,100M, còn khi chuẩn
độ đến pT = 9,00 thì hết 60,00ml NaOH
Giải:
Nồng độ gần đúng của H3PO4:
02 0 3 4
60,00 45,00
.0,1000 0,01500( ) 100,00
H PO
Nồng độ gần đúng của HCl:
01
45,00 15,00
.0,1000 0,03000( ) 100,00
oHCl
Sai số chuẩn độ đến điểm tương đương thứ nhất:
2
.
I
a
4,40
6,55
0, 2%
I
S
Sai số chuẩn độ đến điểm tương đương thứ hai:
2
W
II
a
S
18 19,53
5
16,21
Thể tích chính xác NaOH cần thêm để đạt đến điểm tương đương I và II:
1
0, 2
100
2
0, 4
100
Nồng độ chính xác của các axit:
3 4
60, 24 45,09
.0,1000 0,01515 100
45,09 (60, 24 45,09)
.0,1000 0,02994 100
H PO
HCl
Sai số khi xác định nồng độ H3PO4 :
3 4
0,0150 0, 01515
0,01515
H PO
Sai số khi xác định nồng độ HCl :
0,0300 0,02994
0,02994
HCl
Bài 4: [5, bài 220, trang 43]
Một dung dịch A gồm HCl 0,01M và NH4Cl 0,200M
Trang 3a) Tính pH của dung dịch A.
b) Chuẩn độ 25,00ml dung dịch A bằng dung dịch NaOH 0,0200M đến màu vàng rõ của metyl đỏ (pT = 6,2) Tính sai số chuẩn độ Nếu chấp nhận sai số chuẩn
độ là S = 0,1% thì bước nhảy pH của phép chuẩn độ Cho biết 4
9,26 10
NH
Giải:
a) Tính pH của dung dịch A:
Các quá trình xảy ra trong hệ:
HCl → H+ + Cl
0,01M 0,01M
NH4Cl → NH4+ + Cl
0,2M 0,2M
H O2 H OH
W (1)
NH4
NH3 + H
4
9,24 10
NH
(2)
Ta có: 4 4
NH
NH
Nên bỏ qua cân bằng phân li của H2O và dựa vào (2) để tính
NH4
NH3 + H 4
9,24 10
NH
C 0,2 0,01
0,2-x x 0,01+x
Theo định luật tác dụng khối lượng ta có:
9,24
10
0, 2
x
, giả sử x<< 0,01
0,01
h = 0,01 + 10-8,93 ≈ 0,01
Vậy pH = 2
b) Chuẩn độ dung dịch A bằng NaOH đến pH = 6,2
→ Tại điểm kết thúc chuẩn độ dung dịch có môi trường axit yếu Như vậy chỉ có HCl bị chuẩn độ còn NH4
chưa bị chuẩn độ
Xét điều kiện chuẩn độ riêng HCl và NH4
:
4 4
2 2
4
4
2 2
NH
NH
C S
C
4
4
4 10
5.10
0, 2
NH
→ Chuẩn độ riêng HCl được
Trang 4- Thể tích NaOH tiêu thụ:
0,01.25
12,50 0,02
NaOH
Thành phần tại điểm tương đương: NH4
, H2O
4
0, 2.25
0,133
25 12,5
NH
Xét các cân bằng sau:
2
NH4
NH3 + H 4
9,24 10
NH
(2)
Vì : 4 4
NH
NH
nên bỏ qua cân bằng phân li của H2O, dựa vào cân bằng phân li của NH4
để tính toán
4
NH3 + H
4
9,24 10
NH
C 0,1333
0,1333-h h h
Theo định luật tác dụng khối lượng ta có:
2
9,24 10 0,1333
h h
, giả sử: h<< 0,1333 h 0,1333.109,24 105,06
→ pHTĐ = 5,06
Vì pHTĐ < pH kết thúc chuẩn độ ( 6,2) nên dư NaOH
Sai số:
'
NaOH HCl
C
S
C
Tại kết thúc chuẩn độ dung dịch có: NH4
, NaOH, H2O
4
NH
3
NH + H
2
Điều kiện proton: H OH NH3 C NaOH'
'
3
W
NaOH
h
0 0 2 0
0 0 1 0
W
S
C V
V V
Gần tương đương:
Trang 50 0 0 0
1
2
W
W
9,24
S
Tính bước nhảy chuẩn độ chấp nhận sai số: S = 0,1%
Đầu bước nhảy:
S = -0,1% = -10-3 →
W
h h
và K<< h
9,24
3
h
→
d
1
2
→ pHđ = 4,90
Cuối bước nhảy: S = +0,1% = 10-3
Vì NH4
không bị chuẩn độ nên tại điểm tương đương dung dịch có môi trường axit (pHtđ = 5,05) nên giả thiết cuối bước nhảy chuẩn độ có môi trường axit Do đó:
W
h
h
và hK
9,24
3
h
h2 10 5,18h 10 10,12 0
→ hC = 10-5,22
→ pHC = 5,22
Vậy bước nhảy chuẩn độ có pH : 4,90 – 5,22
Bài 5: [5,bài 237, trang 46]
Hòa tan 1,260g axit oxalic H2C2O4 2H2O trong nước và pha chính xác thành 1lít Chuẩn độ 100ml dung dịch này bằng NaOH 0,0200M
Tính sai số chuẩn độ nếu dùng phenolphtalein làm chỉ thị (pT= 9,0)
Cho biết H2C2O4 có K1 = 5,36.10-2; K2 = 5,42.10-5
Giải:
Sai số chuẩn độ (pT=9)
2 2 4
'
0 0
2
NaOH
H C O
CV
(1)
2 2 4
0 0 0
H C O
C V C
V V
0 0 2
CC
Trang 6Từ phương trình điều kiện proton ( mức không C O2 42
, NaOH C H O, ,' 2 ) Rút ra: C NaOH' OH H HC O2 4 2H C O2 2 4
≈ OH H HC O2 4
Kết hợp (1), (2),(3) ta được:
0
2
Với h=10-9M, C= 0,02M, C0= 0,01M, K2 = 5,42.10-5 được S= 0,1%
Bài tập có đáp số:
Bài 1: [5, bài 189, trang 38]
Tính sai số khi chuẩn độ 50,00ml HCl 0,050M bằng dung dịch NaOH 0,0100M,
nếu chuẩn độ đến xuất hiện màu vàng của chất chỉ thị metyl da cam ( pT = 4,4)
Đáp số: S = -0,48%
Bài 2: [5, bài 190, trang 38]
Chuẩn độ dung dịch HCl 0,100M bằng dung dịch NaOH cùng nồng độ Tính
sai số chuẩn độ nếu kết thúc chuẩn độ khi đổi màu metyl đỏ từ hồng sang vàng (pT
= 6)
Đáp số: S = -0,2%.
Bài 3: [9, bài 285, trang 52]
Tính sai số chỉ thị dùng metyl da cam có pT = 4 khi chuẩn độ HCl 0,1M bằng dung dịch chuẩn NaOH 0,1M
Đáp số: S = -0,2%
Bài 4: [ 5, bài 211, trang 41]
Chuẩn độ 25,00ml dung dịch axit axetic 0,0100M bằng dung dịch NaOH 0,0500M đến màu đỏ của phenolphtalein (pT = 10) Tính sai số chuẩn độ Tính thể tích NaOH đã dùng.
Đáp số: S = 0,012.
Thể tích NaOH đã dùng là: 5,06ml.
Bài 5: [5, bài 212, trang 41]
Chuẩn độ 50,00ml dung dịch NH 3 0,0300M bằng dung dịch HCl 0,0600M đến màu hồng của metyl da cam (pT =4) Tính sai số chuẩn độ Tính thể tích HCl đã dùng Biết NH 3 có pK b = 4,76.
Đáp số: S = 0,5%.
Thể tích HCl đã dùng: 25,125 ml.
Bài 6: [5, bài 226, trang 44]
Chuẩn độ 100ml NH 3 0,0100M và CH 3 NH 2 0,0200M bằng HCl 0,0500M đến pT = 5,00 Tính sai số chuẩn độ Biết NH4
có pK a = 9,24 và CH 3 NH 3 + có
pK a = 10,60
Đáp số: S = 0,05%.
Bài 7: [5, bài 241, trang 47]
Trang 7Nếu chuẩn độ dung dịch Na 2 CO 3 0,0100M đến mất màu phenolphtalein (pT = 8) bằng dung dịch HCl 0,0200M thì sai số mắc phải là bao nhiêu? Biết
Na 2 CO 3 có pK b1 = 3,67; pK b2 = 7,65.
Đáp số: S = 1,71%
Bài 8: [262, trang 69, tài liệu số hóa]
Tính sai số khi chuẩn độ riêng HCl trong hỗn hợp HCl 0,0100M và H 3 BO 3
1,000M bằng dung dịch NaOH 0,1000M dùng metyl da cam làm chỉ thị (pT = 4,4) và coi H 3 BO 3 là một đơn axit (pK a = 9,24).
Đáp số: S = 0,3%.
Bài 9: [câu 275, trang 71]
Tính sai số khi chuẩn độ hỗn hợp HCl 0,0100M và CH 3 COOH 0,0100M (pK a = 4,76) bằng NaOH 0,100M dùng phenolphtalein làm chỉ thị (pT = 9) Đáp số: S = 0,06%.
Bài 10: [câu 283, trang 73, tài liệu số hóa…]
Một dung dịch A gồm NaOH 0,0600M và Ca(OH) 2 0,0100M Tính sai số của phép chuẩn độ 25,00ml dung dịch A bằng HCl 0,1000N đến màu hồng của metyl da cam (pT = 4,00).
Đáp số: S ≈ 0,23%.
Bài 4: [9, bài 291, trang 53]
Tính sai số chỉ thị khi chuẩn độ dung dịch CH3COOH 0,1M bằng NaOH 0,1M với chỉ thị có:
a) pT = 7
b) pT = 9
Đáp số: a) S = - 0,562%
b) S = + 1,44.10 -2 %
Bài 5:[ 9,bài 314, trang 58]
Tính sai số chuẩn độ H3PO4 0,1M theo nấc thứ nhất khi:
a) Dùng metyl da cam pT = 4 làm chỉ thị
b) Dùng metyl đỏ pT = 5 làm chỉ thị
Cho biết H3PO4 có K1 = 10-2,12; K2 = 10-7,21; K3 = 10-12,36
Đáp số:
a) S = -1,35%
b) S= + 0,47%
Bài 6: [9, bài 325, trang 60]
Hỗn hợp Na2CO3 và NaHCO3 được xác định bằng cách chuẩn độ bằng dung dịch HCl dùng hai chất chỉ thị Giả sử chuẩn độ dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,01M
và NaHCO3 0,1M bằng HCl 0,05M dùng hai chất chỉ thị có pT = 8 và pT = 4 Tính sai số chỉ thị đối với mỗi chất Biết H2CO3 có pK1 = 6,4; pK2 = 10,3
Đáp số: S Na CO2 3 25,1%; S NaHCO3 5,58%
Bài 7: [5, bài 214, câu 3, trang 41]
Trang 8Hòa tan 0,6106g axit benzoic C6H5COOH và thêm nước đến 500ml Chuẩn độ 20,00ml dung dịch này hết 4,00ml NaOH Tính sai số chuẩn độ nếu chuẩn độ đến
pT = 9 Biết C6H5COOH có Ka = 6,14.10-5
Đáp số: 0,12%